Qual a diferença entre Aços Laminados e Trefilados?

Se você lida com projetos que envolvem mecanismos metálicos, muito provavelmente já ouviu falar de aços trefilados e aços laminados. Entretanto, o que significa isso afinal?

Processo de Fabricação

Tanto a Trefilação quanto a Laminação são processos de conformação, ou seja, apenas a geometria do material muda, mantendo a mesma quantidade de matéria que havia no começo. A diferença entre os dois está no processo de fabricação, que vai conferir características e perfis diferentes para cada tipo. Assim, dependendo da aplicação do material, é utilizado aço trefilado, já em outras, o aço laminado. 

Para entender melhor quais as diferenças nas propriedades em si, primeiro temos que entender os processos de fabricação.

Laminação

A laminação acontece com a diminuição da espessura de uma chapa através de dois roletes que a comprimem, aumentando seu comprimento e largura.

Um exemplo didático é quando se faz uma massa e ela é colocada em uma laminadora (cujo nome não é coincidência), como é mostrado na figura abaixo:

Laminadora “espremendo” um pedaço de massa, deixando-a mais fina.

A mesma coisa acontece com as chapas metálicas. Ao passar entre dois rolos cilíndricos sua espessura diminui cada vez mais, caracterizando o processo de laminação.

Chapa metálica passando por dentro de dois cilindros girando em sentidos opostos, deixando a chapa mais fina.
Chapa metálica passando por dentro de dois cilindros girando em sentidos opostos, deixando a chapa mais fina.

Geralmente, as chapas passam por uma cadeia de laminações, ou seja, seguem uma linha de fabricação que vai diminuindo cada vez mais sua espessura, com cilindros com menos espaço entre eles.

Existem dois tipos de laminação: a frio e a quente. A seleção do método utilizado vai depender do tipo do material e as características que ele vai precisar.

Laminação a Quente

Geralmente, a primeira parte da laminação acontece a quente, por conta do material apresentar mais plasticidade, isto é, mais facilidade para sofrer deformações permanentes. O aço, por exemplo, ao esquentá-lo à temperatura suficiente, sua estrutura passa a ser CFC (cúbica de face centrada), o que facilita sua conformação.

Desta forma, é possível fazer a laminação de chapas com espessura muito grande virarem chapas bem finas. Depois disso, a chapa pode passar para o processo de laminação a frio, se necessário.

Além de chapas planas, é possível produzir também perfis a partir da laminação. A diferença nesse caso é que, ao invés de serem utilizados roletes cilíndricos, eles têm uma superfície com ranhuras, portanto a chapa é conformada com um perfil específico.

Laminação a Frio

Esta etapa pode proporcionar ao material mais precisão geométrica e dimensional, além de melhor acabamento superficial.

Alguns materiais, por serem menos resistentes, podem ser laminados diretamente a frio, sem precisar esquentar. Um exemplo é o alumínio, mesmo colocando chapas grossas na laminadora, é possível eventualmente produzir o papel alumínio, que tem espessura inferior à 0,2 mm.

É comum que vigas sejam laminadas desta forma, tornando sua produção relativamente simples e rápida, como ilustra a imagem abaixo:

Descrição – Chapa sendo laminada através de dois cilindros com ranhuras em sua superfície. O resultado é um perfil em U.



Trefilação

A Trefilação, ou Trefilagem, é um processo diferente, consiste em fabricar arames e fios metálicos, e barras de diâmetro pequeno, através de um maquinário diferente.

Nela, os fios são puxados por bobinadeiras, provocando a redução do diâmetro do “fio máquina”(matéria prima deste processo) através da deformação plástica. Para isso são utilizadas fieiras, como é mostrado na figura abaixo.



Descrição – Peça conhecida como fieira fazendo o processo da Trefilagem, diminuindo o diâmetro do fio que passa por dentro dela. Isso acontece porque o diâmetro de saída é menor do que o de entrada.



Ao sofrer esse processo, normalmente feito a frio, o fio é deformado permanentemente. Assim como na laminação, ele passa por uma cadeia de processos, que vai diminuindo cada vez mais o sua bitola e aumentando seu comprimento

.

Como ele é feito a frio, após o processo, pode ser necessário um tratamento térmico, como o recozimento, para restaurar a ductilidade do material. Além disso, é necessário que o fio seja bem lubrificado durante todo o processo, caso contrário pode ocorrer uma possível ruptura por estrangulamento.

Os dois tipos de trefilação são os com deslizamento e os sem deslizamento.

Sem deslizamento

Na produção de arames e fios de maior diâmetro, é utilizada a trefilação sem deslizamento, na qual o anel tirante também é responsável por acumular o produto entre as etapas de redução.

Representação da cadeia de trefilação sem deslizamento, com 3 etapas de redução de seção.

Neste processo, a velocidade de cada anel é diferente e vai aumentando de forma crescente até o final, porque o comprimento do fio aumenta, então é necessário que haja essa compensação.

Porém, é muito difícil atingir as velocidades necessárias com precisão elevada, o que provoca a necessidade do acúmulo de fio no anel tirante. Assim, caso o processo seguinte esteja com uma velocidade maior do que o comum, há uma reserva de material disponível para ser tracionada.

Com deslizamento

Já a trefilação com deslizamento é utilizada na produção de fios de diâmetro menor. Nela, após sair da fieira, os fios são mantidos alinhados até chegar na segunda fieira, e repete-se este mesmo processo até que se obtenham as dimensões desejadas.

Trefilação com deslizamento, com 2 etapas de redução.

Assim, como observamos na imagem, o fio é enrolado em formato helicoidal nos anéis, sendo que o início da hélice esteja alinhado com a fieira de saída e o final da hélice alinhado com a fieira de entrada.

Nesse caso, o formato de hélice provoca o deslizamento lateral do fio, dando o nome ao processo.

Conclusão

Aprendemos que a laminação e a trefilação são ambos processos de conformação plástica, sendo que na primeira ocorre a produção de chapas e perfis, e na outra fios, arames e barras. Ou seja, processos extremamente importantes para a indústria metal mecânica!

Assim, concluímos nossa introdução à laminação e trefilação! Porém ainda há muito mais para aprender sobre estes processos, se quiser saber mais, fale com um de nossos consultores e tire suas dúvidas!

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